摘要:討論了金屬管浮子流量計(jì)加裝阻尼器在多晶硅生產(chǎn)中的應(yīng)用方案,并對流量計(jì)使用阻尼器前后的效果作了對比。
1金屬管浮子流量計(jì)的工作原理及一般應(yīng)用
轉(zhuǎn)子流量計(jì),又稱浮子流量計(jì),金屬浮子流量計(jì)由于其結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強(qiáng),可輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),并能實(shí)現(xiàn)流量的指示、積算、記錄.控制和報(bào)警等多種功能,所以在工，業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。
1.1金屬管浮子流量計(jì)的工作原理
金屬管浮子流量計(jì)采用可變面積式測量原理。llj 主要由三部分組成:測量管、浮子.耦合指示系統(tǒng)。如原理圖所示,相對應(yīng)測量介質(zhì)的某--流量。磁性浮子在測量管中對應(yīng)一個(gè)浮子位置.這個(gè)浮子位置通過指示器中的經(jīng)過充磁的磁耦合指示系統(tǒng)帶動(dòng)指針,由刻度盤和指針讀出相應(yīng)的流量計(jì)。也可配裝不同的轉(zhuǎn)換器.將流量值轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電遠(yuǎn)傳信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離顯示、記錄、積算和控制功能。金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)在耦合指示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上可以為各種應(yīng)用場合提供可靠適用的功能組合,如現(xiàn)場指針顯示、LCD顯示瞬時(shí)和累計(jì)流量等。在指示器供電選擇方面有電池供電、24VDC供電、220VAC供電,方式根據(jù)現(xiàn)場情況選擇。
1.2金屬管浮子流量計(jì)的一般應(yīng)用
工業(yè)上常用的流量計(jì)除了金屬轉(zhuǎn)了流量計(jì)外，還有差壓流量計(jì)、渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)等。每種流量計(jì)在針對不同的被測流體、不同的流動(dòng)狀態(tài)、不同的測量場所,各有其優(yōu)勢和劣勢.比如在流速不同的場合中,中高流速下的流量測量已有孔板.渦街等多種流量計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)正確測量,而在較低流速、較高壓力的流量測量中,尤其低雷諾系數(shù)的情況下.金屬管浮子流盤計(jì)就起到非常重要的作用。
2金屬管浮子流量計(jì)加裝阻尼器在多晶硅生產(chǎn)中的應(yīng)用
2.1阻尼器的工作原理
使自由振動(dòng)衰減的各種摩擦和其他阻礙作用，我們稱之為阻尼。而可以提供運(yùn)動(dòng)的阻力,耗碰運(yùn)動(dòng)能量的裝置,我們稱為阻尼器。目前各種應(yīng)用中有:彈貧阻尼器、液壓阻尼器、粘滯阻尼器.氣阻尼器、電磁阻尼器等。
2.2金屬管浮子流量計(jì)在使用中出現(xiàn)的問題
轉(zhuǎn)子流量計(jì)在多晶硅生產(chǎn)現(xiàn)場使用過程中,由于測量介質(zhì)瞬間流量過小或不穩(wěn)定、操作壓力低或不穩(wěn)定,儀表前后測量管道內(nèi)徑變化過大，前后直管段嚴(yán)重不符合使用規(guī)定要求，尤其是測量介質(zhì)為氣體等情況下會(huì)造成流量計(jì)測量管內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)極不穩(wěn)定,引起浮子發(fā)生跳動(dòng)的現(xiàn)象。浮子的垂直上下直線運(yùn)動(dòng)通過磁耦合系統(tǒng)傳遞、傳化為指針軸的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行,與指針軸組合成一-體的指針轉(zhuǎn)動(dòng)從而抬示介質(zhì)的瞬時(shí)流量。流量計(jì)測量管中浮子發(fā)生的跳動(dòng)現(xiàn)象傳遞給指針,就變成為指針連續(xù)不停頓的擺動(dòng)現(xiàn)象，造成流量指示不穩(wěn)定,甚至根本不能讀取刻度值,確定瞬時(shí)流量數(shù)值。如果現(xiàn)場出現(xiàn)這種現(xiàn)象,通常的處理方法是分析造成指針擺動(dòng)的主要原因,多數(shù)情況下從多晶硅生產(chǎn)工藝上采取措施,改善介質(zhì)流動(dòng)狀況,從而減少、避免指針的擺動(dòng)。但是很多時(shí)候指針擺動(dòng)的頻率、幅度很難從根本.上避免、降低。
2.3氣阻尼器在金屬管浮子流量計(jì)中的應(yīng)用
在儀表測量管中加裝氣阻尼器成為解決浮子跳動(dòng),指針擺動(dòng)的有效方法之一。該裝置包括氣阻尼頭與氣阻尼套,二者為間隙配合,二者間形成的腔體中充滿測量介質(zhì),當(dāng)浮子向上或向下運(yùn)動(dòng)時(shí),測量介質(zhì)必須排出或進(jìn)人腔體,由于阻尼頭與阻尼套之間間隙很小，測量介質(zhì)排出或進(jìn)人腔體的速度滯后于浮子向.上或向下運(yùn)動(dòng)的速度.從而起到阻尼效果,降低.浮子向.上或向下運(yùn)動(dòng)的速度,過低指針擺動(dòng)的頻率、幅度。
2.3.1氣阻尼器使用中需要注意的問題。
現(xiàn)有阻尼裝置中的氣阻尼頭與阻尼套之間的配合為面接觸.與流量計(jì)測量管與介質(zhì)流動(dòng)極不穩(wěn)定,引起浮子發(fā)生跳動(dòng),加之加工誤差,常會(huì)使氣阻尼頭隨浮子導(dǎo)向.桿產(chǎn)生偏移.導(dǎo)致氣阻尼頭過快的磨損，嚴(yán)重時(shí)使氣阻尼套卡住,影響阻尼效果,縮短氣阻尼裝置的使用壽命。
2.3.2解決方案。
為了解決可能存在的不足,可采用了以下新技術(shù)。改變氣阻尼頭與氣阻尼套之間的配合方式,使之配合的表面形狀為球面,球面的圓心在氣阻尼頭與氣阻尼套配合的中軸線上,使氣阻尼頭與氣阻尼套之間的配合為線性接觸。當(dāng)氣阻尼頭隨浮子導(dǎo)向桿產(chǎn)生偏移時(shí),氣阻尼頭與氣阻尼套之間的配合始終是線接觸，既可防止氣阻尼頭與氣阻尼套卡住.義使氣阻尼頭磨損平均,延長了氣阻尼裝置使用壽命。
2.4電磁阻尼器在金屬管浮子流量計(jì)中的應(yīng)用
由于轉(zhuǎn)子流量計(jì)的測量管為機(jī)械結(jié)構(gòu).測量時(shí)對波動(dòng)很敏感,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)指針波動(dòng)嚴(yán)重,甚至影響讀數(shù)的情況。除了在測量管中加裝氣阻尼器之外,還可以在指針組件中增加電磁阻尼器,使指針擺動(dòng)的頻率、幅度大幅度降低，使指針指示穩(wěn)定，刻度值讀取變得容易，讀取精度更高。
電磁阻尼器的工作原理。電磁阻尼器由磁鋼、連接件、金屬板等組裝后為一體。指針的配重為導(dǎo)電金屬鋁合金,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,配重在磁場中運(yùn)動(dòng)，切割磁力線.必然產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,從而在配重中產(chǎn)生渦電流;磁場對帶電導(dǎo)體必然產(chǎn)生作用力,而此作用力恰好起到阻礙配重在磁場中運(yùn)動(dòng)的作用,配重運(yùn)動(dòng)的速度越大,產(chǎn)生的反作用也越大,其效果類似于阻尼器,從而使電磁阻尼器起到降低指針擺動(dòng)頻率、幅度的作用.達(dá)到穩(wěn)定的效果。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過增加電磁阻尼器裝置,可有效改善流量計(jì)的使用效果，使指針的擺動(dòng)頻率和幅度大幅度降低，指針穩(wěn)定指示,刻度值的讀取變得容易，讀取精度提高,既提高了效率也保證了精度。
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